Centrul de învățare · Masă și centraj · Lecția 1

Încărcarea unei aeronave: masa, centrajul și centrul de greutate

O aeronavă are două limite de încărcare, nu una. Masa ei nu trebuie să fie prea mare, iar masa trebuie să fie la locul potrivit. Această lecție îți arată cum verifici ambele limite cu simple înmulțiri.

Aproximativ 14 minute, plus testul. Face parte din Masă și centraj.

1. Două limite

Limita de masă (masa maximă la decolare) protejează structura și face ca performanțele din manual să rămână valabile. Limita de centraj ține centrul de greutate (CG), punctul în care acționează întreaga masă, într-un interval ales de constructor. Dacă CG este în afara acestui interval, aeronava poate fi instabilă sau prea grea pe comenzi pentru a zbura în siguranță, chiar dacă masa totală este în regulă.

2. Termenii și singura formulă

Planul de referință (datum): un punct de referință de la care se măsoară toate distanțele, indicat în manual.
Brațul: distanța de la planul de referință până la locul unde se află un element (scaun, compartimentul de bagaje, rezervor).
Momentul: efectul de rotație al unui element față de planul de referință.

Moment = masă × braț Poziția CG = moment total ÷ masă totală

Aduni toate elementele, inclusiv aeronava goală, persoanele, bagajele și combustibilul. Masa totală trebuie să fie sub limită, iar poziția CG trebuie să fie în intervalul permis pentru acea masă.

3. Și combustibilul are masă

Combustibilul se măsoară în litri sau galoane, dar tabelul are nevoie de kilograme sau livre. Avgas are o masă de aproximativ 0,72 kg per litru, iar Jet A-1 de aproximativ 0,8 kg per litru (manualul de zbor dă densitatea de folosit). Deci 100 de litri de avgas înseamnă 72 kg. Verifică întotdeauna ce unități folosește manualul, deoarece confuzia dintre kilograme și livre sau dintre litri și galoane americane este o greșeală clasică.

4. Un exemplu rezolvat

Aeronava din acest exemplu este inventată. Masa maximă la decolare este 1.100 kg și, la această masă, CG trebuie să fie între 0,95 m și 1,15 m în spatele planului de referință.

Element	Masă (kg)	Braț (m)	Moment (kg·m)
Aeronava goală	700	1.00	700.0
Pilot și pasagerul din față	160	0.90	144.0
Pasager pe bancheta din spate	70	1.80	126.0
Bagaje	20	2.40	48.0
Combustibil, 100 L de avgas	72	1.10	79.2
Total	1,022		1,097.2

CG = 1.097,2 ÷ 1.022 = 1,07 m

Masa, 1.022 kg, este sub limita de 1.100 kg, iar CG, 1,07 m, este între 0,95 m și 1,15 m. Încărcarea este acceptabilă. Încearcă acum o modificare: pasagerul din spate are o masă de 90 kg în loc de 70. Masa devine 1.042 kg, momentul devine 1.097,2 + 20 × 1,80 = 1.133,2, iar CG se mută înapoi la 1,09 m. Este încă în limite, dar mai aproape de limita din spate. Masa mutată în spate deplasează CG înapoi.

În textele europene (EASA), aeronava goală din tabel este masa de bază goală. Adăugând echipajul și elementele operaționale se obține masa operațională uscată, adăugând sarcina utilă se obține masa fără combustibil, adăugând combustibilul se obține masa la decolare, iar masa la aterizare este masa la decolare minus combustibilul consumat.

5. De ce contează poziția CG

CG prea în față. Botul aeronavei este greu. Ai nevoie de mai multă ridicare de la profundor pentru a ridica botul, așa că rotirea și rotunjirea devin mai grele, iar viteza de angajare crește. Aeronava este foarte stabilă.
CG prea în spate. Aeronava devine mai puțin stabilă și își schimbă mai ușor asieta în tangaj. Ieșirea din angajare sau din vrie poate fi mai grea sau imposibilă. Aceasta este, în general, direcția mai periculoasă.

Ține minte că CG se deplasează în zbor pe măsură ce se consumă combustibilul, așa că verifică încărcarea pentru decolare și pentru aterizare. Dacă valorile sunt în afara limitelor, schimbă încărcarea (de exemplu mută bagajele în față dacă CG este prea în spate, scoate din masă sau ia mai puțin combustibil), apoi refă calculul.

Folosește pentru fiecare zbor datele de încărcare și limitele aeronavei tale, din manualul de zbor aprobat. Valorile de aici sunt inventate.

6. Încearcă singur

Rezolvă fiecare problemă mai întâi pe hârtie, apoi deschide răspunsul ca să compari. Cifrele sunt inventate.

Folosește avionul inventat din exemplul rezolvat (limită 1.100 kg, CG între 0,95 m și 1,15 m, restul neschimbat: gol 700 kg la 1,00 m, scaunele din față 160 kg la 0,90 m, pasager în spate 70 kg la 1,80 m, bagaje 20 kg la 2,40 m). Încarci doar 60 L de avgas în loc de 100 L, la brațul de 1,10 m. Care sunt noua masă și noul CG? Este acceptabil?
Arată răspunsul
Masa combustibilului = 60 × 0,72 = 43,2 kg. Momentul combustibilului = 43,2 × 1,10 = 47,5 kg·m.
Combustibilul vechi avea 72 kg, cu un moment de 79,2. Masa totală nouă = 1.022 − 72 + 43,2 = 993,2 kg. Momentul total nou = 1.097,2 − 79,2 + 47,5 = 1.065,5 kg·m.
CG = 1.065,5 ÷ 993,2 ≈ 1,07 m. Masa este sub 1.100 kg, iar CG este între 0,95 m și 1,15 m, deci încărcarea este acceptabilă. Aici CG abia s-a mișcat, pentru că brațul combustibilului (1,10 m) este aproape de CG.
Același avion, încărcat ca în exemplul rezolvat (1.022 kg, moment 1.097,2), dar bagajele sunt 90 kg în loc de 20 kg. Verifică masa și CG. Dacă o limită este depășită, scoate din bagaje ca să o corectezi și verifică din nou.
Arată răspunsul
Cei 70 kg în plus la 2,40 m adaugă 168 kg·m. Masa = 1.022 + 70 = 1.092 kg, sub 1.100 kg. Moment = 1.097,2 + 168 = 1.265,2.
CG = 1.265,2 ÷ 1.092 ≈ 1,16 m. Este în spatele limitei din spate de 1,15 m, deci încărcarea nu este acceptabilă, deși masa este în regulă. Aceasta este direcția mai periculoasă.
Scoate 30 kg de bagaje (rămân 60 kg). Masa = 1.062 kg, moment = 1.265,2 − 72 = 1.193,2, CG = 1.193,2 ÷ 1.062 ≈ 1,12 m. Acum ambele limite sunt respectate. Mutarea unei părți din bagaje mai în față ar funcționa și ea, dacă manualul permite.
Pornind de la exemplul rezolvat (1.022 kg, inclusiv 100 L de avgas), câți litri de avgas în plus poți adăuga până atingi limita de 1.100 kg? Ignoră capacitatea rezervorului și CG. Câți litri de Jet A-1 (aproximativ 0,8 kg per litru) ar reprezenta aceeași masă în plus?
Arată răspunsul
Masa disponibilă = 1.100 − 1.022 = 78 kg.
Avgas la 0,72 kg per litru: 78 ÷ 0,72 ≈ 108 L. Rotunjește în jos la 108 L, pentru că rotunjirea în sus te-ar duce peste limită.
Jet A-1 la 0,8 kg per litru: 78 ÷ 0,8 ≈ 97 L. Aceeași masă înseamnă mai puțini litri din combustibilul mai dens, de aceea transformi litrii în kilograme înainte de a aduna încărcarea. Într-un caz real ai verifica din nou și CG, și capacitatea rezervorului.

7. Urmărește

Încă o explicație a planului de referință, a brațului, a momentului și a CG, cu un exemplu. Videoclipul este american, așa că formulările (de exemplu “weight” pentru masă) și unele reguli diferă de practica europeană (ICAO/EASA).

Deschide pe YouTube dacă playerul nu se încarcă. Nu este realizat de VectorEFB; verifică ce înveți în raport cu materialul școlii tale de zbor și cu instructorul tău.

Mai multe de urmărit

Un videoclip scurt despre ce face un CG înainte sau un CG în spate avionului, care se leagă de secțiunea 5 a acestei lecții.

Deschide pe YouTube dacă playerul nu se încarcă. Nu este realizat de VectorEFB.

8. Verifică-te

Cinci întrebări originale de exersare. Răspunde-le, apasă Verifică răspunsurile și citește fiecare explicație.

Următoarea: altitudinea densitate și performanțele la decolare. Înapoi la centrul de învățare.